JPH0544606B2 - - Google Patents

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JPH0544606B2
JPH0544606B2 JP58165743A JP16574383A JPH0544606B2 JP H0544606 B2 JPH0544606 B2 JP H0544606B2 JP 58165743 A JP58165743 A JP 58165743A JP 16574383 A JP16574383 A JP 16574383A JP H0544606 B2 JPH0544606 B2 JP H0544606B2
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JP
Japan
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slurry
signal
weight
density
flow rate
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JP58165743A
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English (en)
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JPS6057215A (ja
Inventor
Masamichi Kato
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スラリー搬送路に沿つて搬送される
スラリー中の固形成分の輸送重量を測定するため
のスラリー量測定装置に関するものである。
例えばトンネル工事において、作業能率を高
め、機械の損傷を防止し、更には地表の隆起等を
起こさないようにするため、堀削状況の把握を必
要とすることがある。このため、排出されるスラ
リー(固液の2相流体)中の固形成分(例えば鉱
石)の輸送重量を把握し、更にこの輸送量を積分
して時報、日報等の管理用のデータとしている。
ここにスラリー中の固形成分の輸送重量を知る
ためには、単管密度計によりスラリー密度を測定
すると共に電磁流量計によりスラリー流量を測定
し、(1)式により固形成分の輸送重量を算出する手
段が広く利用されている。
W=QGs(P−Gw)/Gs−Gw ……(1) 但しW:固形成分の輸送重量(t/h) Q:スラリー流量(m3/h) Gs:固形成分真比重(密度)(t/m3) P:スラリー密度(t/m3) Gw:流体成分(例えば水)密度(t/m3) 第1図は従来のスラリー量測定装置の一例を示
す図であり、この例では固形成分の輸送重量の他
にスラリー密度等もデータとして取り出すことが
できるようになつている。図中1は単管密度計、
2は電磁流量計、3は固形成分密度設定器、31
は増幅器、32は乗除算器、33,34は乗算
器、35は積算器、36は固形成分の輸送重量の
積算量を表示する表示計である。
ここでスラリー密度を測定するための装置とし
て用いられている単管密度計とは、測定管中に設
けられたわずかな絞りにより、流速による圧力損
失を理論的に補償して流体の密度のみを検出する
ようにした差圧式の密度計であり、摩耗のおそれ
がなくシンプルな構造である等の利点があること
から、最も広く使用されている。
しかしながら単管密度計では、それ自体に比較
的長い鉛直管部分が要求される上、その上下に流
量の安定化を図るための鉛直管部分が要求される
ことから、鉛直方向直管距離は第1図中Lで示す
如く可成り長いものとなる。この結果高さ方向に
広い空間が必要となり、このため設置場所につき
大きな制約があり、他方では管路損失に揚程損失
が追加されるためトンネル工事現場では特に大き
な制約があつた。
一方スラリー密度の測定を行うためには、単管
密度計の他にフロート式のもの、振動式のもの、
或いはγ線式のものが知られているが、フロート
浮力式のものでは本管から分岐して測定を行わな
ければならないうえに流速による誤差が大きいも
のとなり、振動式のものではスラリーについては
使用ができず、またγ線式のものでは放射線を使
用しているため取扱いに簡便さを欠く上たて形の
構造であるため鉛直管部分が要求されるという欠
点があつた。
本発明はこのような背景のもとになされたもの
であつて、設置場所の制約がほとんどなくしかも
信頼性の高い測定を行うことができる上取扱いが
簡単なスラリー量測定装置を提供しようとするも
のである。
本発明の特徴とするところは、スラリー搬送路
に、スラリー中の固形成分の重量比を測定する超
音波式濃度計とスラリーの単位時間当りの流量を
測定するスラリー流量計とを設け、スラリー中の
固形成分の密度信号及びスラリー中の液体成分の
密度信号並びに前記超音波式濃度計よりの重量比
信号に基づいてスラリーの密度信号を求め、この
スラリーの密度信号に、超音波式濃度計よりの重
量比信号及びスラリー流量計よりの流量信号を乗
算して単位時間当りの固形成分の輸送重量信号を
求める輸送重量演算手段とを設けた点にある。
以下図面により本発明の実施例について説明す
る。
第2図は本発明の一実施例を示す構成図であ
り、Pは例えば鉱石(固形成分)及び水(液体成
分)より成るスラリーを搬送するための例えば搬
送管より成るスラリー搬送路である。このスラリ
ー搬送路Pには、スラリーの単位時間当りの流量
を測定するためのスラリー流量計例えば電磁流量
計2と、スラリー中の固形成分重量比を測定する
ための超音波式濃度計4とが設けられている。こ
こで超音波式濃度計4とは、超音波の減衰量がス
ラリー中の固形成分の重量比と比較関係にあるこ
とを応用した装置であり、例えばコントロールユ
ニツトで発生した高周波電気信号がセンサの送波
器で超音波に変換され、この超音波がスラリー中
を減衰しながら受波器に伝わつて再び高周波電気
信号に変換され、電流出力として外部に取り出さ
れると共に濃度指示計に濃度が表示される。超音
波式濃度計4としては、例えば固形成分が0〜25
重量%で4〜20mA(DC)の電流出力が得られる
ものが用いられ、また電磁流量計2としてはスラ
リー流量が0〜2500m3/hで4〜20mA(DC)の
電流出力が得られるものが用いられる。
そして電磁流量計2により測定したスラリー流
量と超音波式濃度計4により測定した固形成分の
重量比とから、(2)式により固形成分の単位時間当
りの流量が求められる。
W=Ds・Q・1/(1−Ds)/Gw+Ds/Gs……(2
) 但しDsは固形成分の重量比(重量%)であり、
その他の記号は(1)式のものと同様である。
(2)式が成立する理由について述べると、固形成
分の輸送重量(W)は、スラリーの流量(Q)及び固形成
分の重量比(Ds)並びにスラリーの密度(見か
けの比重)の積で表わされるが、スラリーの密度
は、液体成分の単位重量当りの体積即ち
(1−Ds)/Gwと固体成分の単位重量当りの体積即ち Ds/Gsとの加算値の逆数で表わされるため、(2)式が 導かれることになる。
第2図中において5はこのような演算を行う輸
送重量演算手段であり、51は、切削される鉱石
の種類に応じて固形成分の密度(Gs)を予め設
定するための固形成分密度設定器である。52
は、スラリーの密度を算出するための演算器であ
り、この例では、この演算器52の中に液体成分
としての水の比重(Gw)が定数として記憶され
ている。53は、前記演算器52、電磁流量計2
及び超音波式濃度計4の各出力信号を乗算して固
形成分の単位時間当りの輸送重量信号を求める乗
算器である。54は1時間或いは1日等の所定期
間の固形成分の輸送重量に相当する信号を得るた
めに、乗算器53よりの出力信号を積算する積算
器である。図中WHは積算された固形成分の輸送
重量であり、WH=∫wdtで表わされる。
このような構成のスラリー量測定装置では、ス
ラリー搬送路Pに沿つてスラリーが搬送される
と、電磁流量計2及び超音波式濃度計4によつて
夫々スラリーの単位時間当りの流量及び固形成分
の重量比が測定される。そして超音波式濃度計4
の出力信号が固形成分密度設定器51の出力信号
と共に演算器52に入力されてここで(2)式の分数
に相当する部分即ちスラリーの密度が求められ
る。一方超音波式濃度計4の出力信号は、乗算器
53にも入力されるが、この乗算器53には前記
演算器52及び電磁流量計2の各出力信号が入力
されるようになり、ここで各信号が乗算され、か
くして固形成分の単位時間当りの輸送重量が求め
られるようになる。また同時に積算器54を介し
て所定期間の固形成分の輸送重量が求められ、管
理データとされる。
上述の実施例では、超音波式濃度計4及びスラ
リー流量計を用いて固形成分の単位時間当りの輸
送重量を求めるようにしており、ここで用いられ
る超音波式濃度計は単管密度計のように長い鉛直
管部分を必要とせず、鉛直方向の長さは配管の高
さにより定まり、しかもその高さは小さいので、
高さ方向に広い空間を必要とせず、したがつて設
置場所の制約がほとんどなく、得にトンネル工事
現場では大きな制約をうけることがないのでその
効果は大きい。また管路の揚程損失増加もほとん
ど無視出来る。その上鉛直管部分が要求されない
ことから、スラリーが管の底部に堆積するおそれ
もない。そして従来のフロート浮力式の密度計の
ように分岐管内のスラリーを測定するのではな
く、本管のスラリーを直接測定するものであるた
め、管路構成が簡素である上に流速による誤差が
ほとんどなくて信頼性の高い測定を行うことがで
きる。更に超音波により測定を行うものであるた
め、人体への影響もなく取扱いが極めて簡便であ
る。また腐食性の強いスラリーを搬送する場合に
も、装置の接液部分に耐蝕性の大きいライニング
を用いることによつて支障なく測定することがで
きる。
更に本発明では、超音波式濃度計の出力信号を
用い、固形成分の輸送重量に加えて、所定期間の
スラリーの輸送重量の積算値に対する固形成分の
輸送重量の積算値の割合を求めることができ、こ
のようなスラリー量測定装置の例を第3図に示
す。上記の割合を平均重量濃度と定義するとこれ
は次のように表わされる。
〔平均重量濃度〕=〔所定期間の固形成分の輸送重量の
積算量〕/〔所定期間のスラリーの輸送重量の積算量〕
=WH/QH・Gw+WH・(1−GW/Gs)……(3) 但しQH=∫Qdtである。
(3)式の分母について説明すると、分母の値は、
所定期間の液体成分の輸送重量と固形成分の輸送
重量との和であるが、液体成分の輸送重量は、液
体成分の流量の積算値に液体成分の密度を掛けた
値即ち(GH−WH/Gs)・Gwであり、固体成分の輸送 重量は固体成分の流量の積算値に固体成分の密度
を掛けた値即ちWH/Gs・Gsであり、従つてこれらの 値を加算して整理すると(3)式のようになる。
第3図中6は1日等の所定期間のスラリー流量
(QH)に相当する信号を得るために電磁流量計2
よりの出力信号を積算する積算器であり、7は、
この積算器6よりの積算値(QH)信号、前記積
算器54よりの積算値(WH)信号及び前記固定
形成分密度設定器5よりの密度(Gs)信号が入
力されて、各信号及び液体成分の密度(Gw)信
号に基づき(3)式の演算を行い平均重量濃度を得る
平均重量濃度演算手段である。尚Gwは液体成分
の密度定数として平均重量濃度演算手段に予め記
憶されている。
第3図に示す如く積算器6及び平均重量演算手
段7を設けて平均重量濃度を得るようにすれば、
例えば堀削作業現場の作用内容を管理把握する上
で有効なデータとなる。
尚本発明では、スラリー流量計として電磁流量
計を用いることに限定されることなく、オリフイ
ス式のものでもよいし、また超音波式のものある
いは他方式のものでもよい。
以上のように本発明によれば、超音波式濃度計
及びスラリー流量計を用いて固形成分の単位時間
当りの輸送重量を求めるようにしており、ここで
用いられる超音波式濃度計は長い鉛直管距離を必
要としないため、管路の揚程増加を招かないうえ
に、高さ方向に広い空間を必要とせず、したがつ
て設置場所にほとんど制約がない。しかも超音波
式濃度計は、本管のスラリーを直接設定するもの
であり、流速による誤差がほとんどなくて信頼性
の高い測定を行うことができ、更に超音波は人体
への影響がないこと等から取扱いが極めて簡便で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスラリー量測定装置を示す構成
図、第2図は本発明の一実施例に係るスラリー量
測定装置を示す構成図、第3図は第2図の実施例
に係るものに、スラリー輸送重量の積算値に対す
る固形成分の輸送重量の積算値の割合を演算する
機能を付加したスラリー量測定装置を示す構成図
である。 1……単管密度計、2……電磁流量計、3……
固形成分密度設定器、4……超音波式濃度計、5
……輸送重量演算手段、51……固形成分密度設
定器、52……演算器、53……乗算器、54…
…積算器、6……積算器、7……平均重量濃度演
算手段、P……スラリー搬送路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スラリー搬送路に、スラリー中の固形成分の
    重量比を測定する超音波式濃度計とスラリーの単
    位時間当たりの流量を測定するスラリー流量計と
    を設け、スラリー中の固形成分の密度信号及びス
    ラリー中の液体成分の密度信号並びに前記超音波
    式濃度計よりの重量比信号に基づいてスラリーの
    密度信号を求め、このスラリーの密度信号に、超
    音波式濃度計よりの重量比信号及びスラリー流量
    計よりの流量信号を乗算して単位時間当たりの固
    形成分の輸送重量信号を求める輸送重量演算手段
    とを設け、 前記スラリー流量計よりの流量信号から単位時
    間当たりのスラリー流量に相当する信号を得る積
    算器とを設け、この積算器よりの積算値信号、前
    記輸送重量演算手段よりの輸送重量信号及び固形
    成分の密度信号が入力され、これら信号を演算し
    て平均重量濃度信号を得る平均重量濃度演算手段
    とを設けたことを特徴とするスラリー量測定装
    置。
JP16574383A 1983-09-08 1983-09-08 スラリ−量測定装置 Granted JPS6057215A (ja)

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JP16574383A JPS6057215A (ja) 1983-09-08 1983-09-08 スラリ−量測定装置

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JP16574383A JPS6057215A (ja) 1983-09-08 1983-09-08 スラリ−量測定装置

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JPS6057215A JPS6057215A (ja) 1985-04-03
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JP16574383A Granted JPS6057215A (ja) 1983-09-08 1983-09-08 スラリ−量測定装置

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3334800A (en) * 2000-03-09 2001-09-17 Vladimir Drobkov Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55148640U (ja) * 1980-04-23 1980-10-25
JPS58103616A (ja) * 1981-12-15 1983-06-20 Hitachi Zosen Corp スラリ−輸送設備における固体輸送量測定装置

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JPS6057215A (ja) 1985-04-03

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